细长轴的双刀车削加工方法

为了解决细长轴零件由于长径比大、刚性差,受切削力作用易产生弯曲变形,严重影响加工质量的问题,提出了双车刀同时切削的方法,运用梁理论建立模型,采用有限元法分析了细长轴的横向位移;经实践得出,双刀车削方法能有效的提高加工精度和车削工作效率,降低单位能耗;并介绍了刀具安装难点与解决方法.     

双电主轴双刀车削车铣复合中心的切削振动特征分析

由于车铣复合中心对细长轴的车削加工方法采用的是双电主轴夹持,双刀对置车削.通过对车铣复合中心的切削测试,得出车锐复合中心双电主轴的旋转特性,单刀车削加工特征以及双刀对置加工特性.测试加工状态下的刀具和工件的振动特性,为加工参数的确定以及机床精度的调整和改善提供参考.     

基于BP神经网络的拉夹逆向车削细长轴切削力预测

为减小细长轴的弯曲变形,提高加工精度,对拉夹逆向车削进行理论分析和切削力预测。首先介绍拉夹逆向车削模型,根据受力情况建立力平衡方程,求解振动频率函数,然后用Deform仿真软件对车削进行仿真,得到不同切削参数下的切削力,最后建立BP神经网络模型,对切削力进行预测。结果表明采用拉夹逆向车削细长轴可以提高工件在装夹状态下的固有频率,取得很好的减振效果,并且使用BP神经网络模型可以精确预测车削力的大小。     

柔性工件金属切削机床加工中的2 DOF模型

针对细长轴工件车削过程中的颤振抑制问题,提出一种可在状态空间域中分析柔性工件金属切削过程的2 DOF模型。对端面车削操作中细长轴工件的模态解耦效应进行分析,并在状态空间中对该2 DOF模型进行理论分析,得出由切削过程和工件形成的系统特征值解析式。对系统稳定性进行分析,确定无颤振的条件,并通过模型仿真,得到系统固有频率与切削速度的函数关系。在CNC数控车床上对细长轴工件加工进行实际测试。结果表明：对于初始直径为38.2 mm的C45钢制细长轴工件,在相同切削条件下,仿真和实测的频率均收敛到792.8 Hz,且最低切削速度为105 m/min,验证了该模型的有效性。该模型可用于更准确地预测细长轴工件加工的稳定极限,进而有效地预防颤振发生。     

细长轴的尺寸误差补偿研究

为了减小细长轴加工中产生的尺寸误差,建立了细长轴在径向力作用下的力学模型、车刀受切削热时的热变形模型,推导了一个与细长轴参数相关的尺寸误差公式。介绍了一种细长轴尺寸误差补偿法,将该误差补偿法与让刀量尺寸误差公式相结合,运用于细长轴数控车削实验。实验结果表明,通过该补偿法能显著减小加工尺寸误差,提高了细长轴的加工精度。     

细长轴车削加工径向变形和切削力的分析计算

为减少细长轴的车削加工误差,论文对某细长轴的精加工车削和粗加工车削过程进行了分析,结合实际加工情况运用有限差分法和有限元法(不考虑加工机床主轴组件和尾座的刚性和考虑加工机床的刚性)分别求出精加工车削和粗加工车削过程细长轴外轮廓变形和径向切削力的变化,为细长轴的自动加工控制、减少加工误差提供各种数据,从而提高细长轴的加工质量。     

基于TRIZ理论无心车床的设计与仿真

针对无心车床车削加工存在自动化程度低、劳动强度高等问题,利用TRIZ理论分析无心车床存在的技术矛盾,并在矛盾矩阵里查找发明原理,确定无心车床改进方案。设计一种同心双轴结构、螺纹驱动刀具进给的无心车床,通过两轴速度差实现刀具进给和退刀;车削光轴和锥面,扩大无心车床加工范围。利用Deform软件仿真无心车床车削加工,比较分析车削加工载荷的仿真值与理论值。结果表明：仿真值与理论值的误差在可接受范围内,验证了无心车床车设计的合理性和车削加工的可行性。     

关于虚拟车削加工中的粗糙度预测的研究

针对虚拟车削加工中振动问题的处理,对外圆车削加工的理论粗糙度模型进行了修正.通过预测工件与刀具的相对位移,实现了对加工工件的表面形貌的估算.通过对表面形貌的仿真,提高了虚拟车削软件的应用性.     

基于刚度分析的中心架设置有限元优化设计

针对在磨削细长轴时,出现中心架数量以及支撑位置的确定问题,凭借当前经验和加工中进行补偿等方法,提出应用有限元分析优化的方法,借助ANSYS Workbench软件选择满足加工要求的中心架设置方案。对两端顶尖夹紧定位方式进行了载荷和约束分析,以让刀量为优化目标,建立了优化数学模型,提出适合ANSYS Workbench软件的寻优方法;通过对长900 mm、30 mm的光轴参数化建模和分析优化,分析出无中心架时让刀量的变化规律,以及在一个中心架、两个〖JP2〗中心架下让刀量最优时的位置方案,并对分析结果进一步验证,得出3种方案下的前6阶模态振型和模态频率。实验结果表明：该分析结果和实际加工中的选择方案一致,说明该方法的可行性,为细长轴加工中心架的设置提供了一种可行的方法。     

38CrMoAl细长棘爪杆零件车削加工研究

针对38CrMoAl细长棘爪杆零件长径比大、刚性差、难以加工的特点,对车削加工工艺、装夹方案、刀具、切削用量、冷却液等5个方面进行研究,目的在于减小车削振动和弯曲变形,提高零件表面质量。合理的装夹方式能有效减小细长零件在车削加工中的弯曲变形;运用正交试验法和单因素法选择刀具和切削用量,能显著提高刀具耐用度和38CrMoAl细长零件的表面质量。     

细长轴车削与磨削参数优化研究

针对细长轴车削和磨削加工参数的选择问题,建立以工件刚度、刀片强度、刀杆刚度、机床进给机构强度、机床功率、机床参数、加工表面粗糙度、加工余量等作为约束条件,以切削速度、进给量、背吃刀量、工件转速、磨削余量、径向进给量等参数为优化变量,以车、磨多工序成本最低为目标的切削参数优化模型。以某型号电机轴为案例,运用MATLAB模式搜索工具箱对其车削和磨削参数进行寻优,与切削参数的传统选择方法比较表明,工序成本可降低35%以上,从而验证了优化模型的有效性。     

面向服务高效加工细长轴参数优化方法研究

由于刚度低,加工细长轴时容易产生尺寸误差。为了保证细长轴加工精度,通常采用小切削加工法,从而使得加工效率低。针对低刚度细长轴加工效率低的问题,设计切削液镜像支撑细长轴加工以提高其加工刚度,从而可以增大切削用量。并建立在切削液镜像支撑加工方法下细长轴加工时间的目标函数。模型求解过程中,以设备实际所能达到的工况和细长轴允许最大尺寸误差等为约束条件,以加工时间最短为优化模型,对细长轴在切削液镜像支撑加工作用下切削参数进行优化求解。最后,通过细长轴加工实验验证切削液镜像支撑加工模型的有效性。实验结果表明:切削液镜像支撑加工细长轴可有效提高加工效率。     

细长轴及螺纹车床加工技术探索

从减小切削力、切削热等方面探索细长轴的车加工:设计活动顶尖,适应细长轴受热伸长需要,避免热变形;设计简易套螺纹板牙工装,加工螺纹,提高螺纹加工质量;采用三爪滚珠接触跟刀架,使零件上、下、左、右移动受到限制,只能绕轴线旋转,减小车削振动和零件变形;选择合理的切削参数,设计合理的刀具参数,调整车床精度。     

基于水射流自动补偿细长轴加工振动研究

细长轴在加工过程中切削力的作用下易产生加工振动。为提高细长轴加工质量,提出采用水射流辅助支撑细长轴的新型加工工艺方法,可自动补偿细长轴加工产生的振动尺寸误差,并建立有无水射流辅助支撑细长轴加工的振动模型。通过实验验证此方法的可靠性,实验结果表明:水射流辅助支撑细长轴加工可使表面粗糙度Ra得到显著改善,有效提高了细长轴的加工精度。     

Improvement of machining conditions for slender parts by tuned dynamic stiffness of tool

Chatter develops easily when turning slender parts on a lathe because of low stiffness and damping of the system. Also, due to a great variation of the stiffness along the workpiece, the machining accuracy is usually very poor. An analysis of the system characteristics is given and a two degrees of freedom model is developed considering parameters of the cutting process. The effective stiffness of the cutting process can be modeled as a spring during machining and its constants can be obtained by frequency analysis of the cutting system. After modeling the system it is found that by adding a damping element in series with the cutting tool and by a judicious choice of the stiffness of this element, the system stability can be increased even though the actual stiffness of the cutting tool is reduced. It can be seen also that significant benefits in terms of both dynamic behavior and machining accuracy (cylindricity) can be achieved in many cases if proper damping materials are used in judiciously designed embodiments.     

细长轴加工的单片机误差补偿系统设计

建立细长轴车削的数学模型,分析细长轴加工误差来源。设计一个误差补偿系统,利用单片机实时检测细长轴零件的变形,从而控制刀具的切削用量。试验结果表明:该系统可以有效提高零件的加工精度。     

An experimental investigation on effect of minimum quantity lubrication in machining AISI 1040 steel

The growing demands for high productivity of machining need use of high cutting velocity and feed rate. Such machining inherently produces high cutting temperature, which not only reduces tool life but also impairs the product quality. Application of cutting fluids changes the performance of machining operations because of their lubrication, cooling, and chip flushing functions. But the conventional cutting fluids are not that effective in such high production machining, particularly in continuous cutting of materials likes steels. Minimum quantity lubrication (MQL) presents itself as a viable alternative for turning with respect to tool wear, heat dissipation, and machined surface quality. This study compares the mechanical performance of MQL to completely dry lubrication for the turning of AISI-1040 steel based on experimental measurement of cutting temperature, chip reduction coefficient, cutting forces, tool wears, surface finish, and dimensional deviation. Results indicated that the use of near dry lubrication leads to lower cutting temperature and cutting force, favorable chip–tool interaction, reduced tool wears, surface roughness, and dimensional deviation.